Termodinâmica.
Transformação de energia

Energia térmica I combustão.
Efeitos da termodinâmica

Entropia

Sistema termodinâmico

Sistema termodinâmico

Um sistema termodinâmico é uma parte do espaço material, separado do resto do universo termodinâmico (ou seja, do ambiente externo) por meio de uma superfície de controle real ou imaginária (ou borda), rígida ou deformável.

Um sistema termodinâmico pode ser o assento de transformações internas e trocas de matéria e / ou energia com o ambiente externo (isto é, tudo externo ao sistema que interage com ele).

Classificação de sistemas termodinâmicos

Dentro da termodinâmica existem três tipos principais de sistemas termodinâmicos: aberto, fechado e isolado. Em particular:

  • Sistema termodinâmico aberto. Diz-se que um sistema está aberto se permitir um fluxo com o ambiente externo, tanto de massa como de energia (através de calor e / ou trabalho e / ou outra forma de energia), através do seu limite; Um exemplo de um sistema aberto é uma lagoa cheia de água, na qual a água pode entrar ou sair da piscina e pode ser aquecida por um sistema de aquecimento e refrigeração por vento.
  • Sistema termodinâmico fechado. Na termodinâmica, é dito estar fechado se permitir um fluxo de energia com o ambiente externo, através da sua fronteira (por meio de calor e / ou trabalho e / ou outra forma de energia), mas não de massa; um exemplo é um cilindro mantido fechado por uma válvula, que pode aquecer ou arrefecer, mas não perde massa (enquanto o mesmo cilindro se comporta como um sistema aberto se abrimos a válvula).
  • Sistema adiabático. Um sistema é adiabático quando não troca calor com o meio ambiente.
  • Sistema termodinâmico isolado. Diz-se que um sistema é isolado se não permitir um fluxo de energia ou massa com o ambiente externo.

Cada um desses sistemas ainda pode ser esquematizado devido à sua complexidade interna. A possibilidade de subdividir em subsistemas menores. Desta forma, obteremos que um sistema aberto, adiabático, fechado, adiabático e isolado pode ser:

  • Sistema termodinâmico simples: um sistema é simples se for limitado por um limite, dentro do qual não existem outras paredes.
  • Sistema termodinâmico composto: um sistema é composto se for delimitado por um limite, dentro do qual existem outras paredes.

Descrição microscópica e macroscópica do sistema termodinâmico

Um sistema termodinâmico pode ser visto do ponto de vista macroscópico e microscópico.

Características de uma descrição macroscópica de um sistema simples:

  • Não são feitas premissas sobre a estrutura do sistema.
  • As quantidades necessárias para descrevê-lo são pequenas quantidades: pressão, volume, temperatura, quantidade de gás.
  • Eles são perceptíveis pelos nossos sentidos.
  • Existe a equação de estado do gás ideal, que é particularmente simples e versátil; Além disso, outras equações de transformação facilitam o cálculo das energias e as trocas em massa.

Características de uma descrição do ecossistema

É uma descrição mais complicada, tratada a nível macroscópico; mas as transformações geralmente não são ideais e a abordagem requer uma preparação básica mais ampla.

  • Temos de fazer numerosos pressupostos sobre a estrutura do sistema, que é composto por diferentes substâncias em diferentes fases.
  • As quantidades estão em grandes quantidades.
  • Às vezes, as causas e os efeitos da percepção de escape de fricção.
  • Eles são compostos de muitos elementos que interagem, às vezes de forma complexa.
  • Às vezes, é necessária a competência matemática para lidar com números muito grandes.

Características da descrição molecular de um sistema

  • É uma descrição mais complicada, a abordagem requer uma preparação básica mais ampla, geralmente requer bases termodinâmicas estatísticas.
  • É necessário fazer inúmeros pressupostos sobre a estrutura do sistema, que consiste em diferentes substâncias em diferentes fases.
  • As quantidades estão em grandes quantidades.
  • Às vezes, as causas e os efeitos da percepção de escape de fricção.
  • Eles são compostos de muitos elementos que interagem de forma independente.
  • Às vezes, a competência matemática é necessária para lidar com números muito grandes ou conceitos bastante abstratos.

Às vezes, esse nível é chamado de microscópico, mas os átomos das moléculas não são visíveis ao microscópio; Além disso, o princípio da incerteza de Heisenberg é quase sempre importante a nível molecular.

Sistema simples

Para descrever um gás ideal no cilindro macroscopicamente, é suficiente levar em consideração a pressão, a temperatura, a quantidade de gás e o volume.

Sistema molecular

Para descrever um sistema molecular, é necessário considerar moléculas e átomos e descrever matematicamente todas as posições que assumem como pressão, volume e mudança de temperatura, levando em consideração o princípio da incerteza, que causa o comportamento do sistema e seus componentes elementares.

Superfície de controle

A superfície de controle (mais comumente chamada de limite ou a parede), é essa entidade, material ou puramente geométrica, que separa o sistema do ambiente externo; Um exemplo de uma parede de material é a superfície de um cilindro (geralmente ferro fundido), enquanto um exemplo de uma parede geométrica é a superfície de contato entre ar e água em um vaso (ou mesmo entre água e vidro).

Classificação de uma área de controle

A parede de um sistema termodinâmico pode ser classificada por três parâmetros essenciais: permeabilidade, rigidez e termidade.

De acordo com sua impermeabilidade, a parede pode ser impermeável que não permite um fluxo de matéria) ou porosa, permitindo um fluxo de matéria, mesmo seletivamente (como o nome sugere).

Dependendo da rigidez, a parede pode ser rígida (não permite mudanças de volume, portanto, funciona) ou móvel (permite variações de volume, portanto, trabalhe)

Dependendo da termidade, a parede pode ser parede adiabática (não permite troca de calor) ou parede diatrópica (permite a troca de calor).

Classificação de acordo com seus sistemas termodinâmicos. Os sistemas termodinâmicos acima mencionados são nada mais do que uma combinação dessas propriedades:

  • Sistema aberto: parede porosa, móvel e diatermica
  • Sistema adiabático aberto: parede porosa, móvel e adiabática
  • Sistema fechado: parede impermeável, móvel e diatrópica
  • Sistema adiabático fechado: parede impermeável, móvel e adiabática
  • Sistema isolado: parede impermeável, rígida e adiabática.
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Última revisão: 19 de dezembro de 2017